energeia n° 4 / 2013
DESCRIPTION
Energie et météorologie: Comment la météo bouleverse les habitudes du secteur énergétiqueTRANSCRIPT
E n e r g i e e t m é t é o r o l o g i e
Comment la météo bouleverse les habitudes du secteur énergétiqueI n t e r v i e w
Silvana Baselgia de MétéoSuisse évoque l’explosion des besoins en outils météorologiques dans le secteur de l’énergie
R e c h e r c h e e t i n n o v a t i o n
Connaître les influences météorologiques permet d’exploiter les lignes électriques aériennes avec plus de sûreté et d’efficacité
Bulletin de l’Office fédéral de l’énergie OFENNuméro 4 | Juillet 2013
The European forum for market players and decision makersin the renewable energy industry
THE AGE OF RENEWABLE ENERGY: GRID AND MARKET INTEGRATION
October 10 and 11, 2013 | Geneva, Switzerland
Partners
www.greenpowermarkets.eu
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«Où le soleil pénètre,
il y a la santé.» «Jour de
vent, jour de tourment.»
«Jamais en juillet sèche-
resse n’a causé la moindre
tristesse.» Les nombreux
proverbes reliant l’état de
notre humeur à la météo
ne s’y trompent pas: nous
sommes toutes et tous
«météo-sensibles».
Il en va de même pour le
secteur de l’énergie. Que
souffle le vent, et les pales
des éoliennes se mettent
aussitôt en rotation. Que
brille le soleil, et les cel-
lules photovolt aïques
produisent de l’électricité. Si la Suisse peut en outre exploiter avec
autant de succès l’énergie hydraulique, c’est non seulement en raison
d’une topographie appropriée mais également grâce à un niveau impor-
tant de précipitations.
Jusqu’il y a peu, ces informations météorologiques étaient traitées de
manière très succinctes par la branche énergétique. Aujourd’hui, la si-
tuation change, le secteur se professionnalise. Sur un marché toujours
plus concurrentiel, avec de l’électricité qui s’échange sur des bourses
et où les prix peuvent fluctuer très rapidement, les grands distribu-
teurs sont désormais encouragés à intégrer des modèles de prévision
météorologique performants dans la planification de leurs activités
quotidiennes. C’est ce que nous avons essayé de montrer à travers cette
édition d’energeia.
Autrefois, nos ancêtres apprenaient à décoder les signes de la nature
pour pouvoir profiter au maximum de la terre. Demain, la branche
énergétique devra davantage recourir aux informations météorolo-
giques et climatiques pour optimiser ses performances. N’est-ce pas
finalement un juste retour des choses? Ou comme le disait Emmanuel
Kant: «La nature agit, l’homme fait.»
Nous vous souhaitons une agréable lecture et un bel été.
Matthieu Buchs, la rédaction d’energeia
Editorial
Nous sommes toutes et tous «météo-sensibles»
Impressum
energeia – Bulletin de l’Office fédéral de l’énergie OFEN Paraît six fois par an en deux éditions séparées française et allemande. Copyright by Swiss Federal Office of Energy SFOE, Berne. Tous droits réservés.
Adresse: Office fédéral de l’énergie OFEN, 3003 Berne Tél. 031 322 56 11 Fax 031 323 25 00 [email protected]
Comité de rédaction: Matthieu Buchs (bum), Marianne Zünd (zum)
Rédaction: Sabine Hirsbrunner (his), Philipp Schwander (swp)
Collaborateur rédactionnel: Benedikt Vogel (vob), Dr. Vogel Kommunikation, Berlin
Mise en page: raschle & kranz, Atelier für Kommunikation GmbH, Berne.
Internet: www.bfe.admin.ch/energeia
Plate-forme de conseils de SuisseEnergie: www.suisseenergie.ch
Source des illustrations
Couverture: MétéoSuisse;
p. 1: Shutterstock; p. 2: Markus Forte / Ex-Press; p. 4 – 5: Groupe E; p. 6 – 7: Police cantonale zurichoise; p. 8 – 9: ETH-Studio Monte Rosa / Tonatiuh Ambrosetti; Swiss Prime Site AG; p. 10: Alpiq; p. 11: Rolf Weingartner; p. 12: U. Steinegger, Meteodat GmbH; p. 13: EPFZ; p. 14: Office fédéral de l’énergie (OFEN); p. 15 – 16: Markus Käch, Haute école de Lucerne; SuisseEnergie; CFF; p. 17: Swisstopo.
Editorial 1
I n t e r v i ew
Silvana Baselgia, responsable business development chez MétéoSuisse, explique en quoi la météorologie est utile au secteur énergétique 2
M a r ch é d e l ’é l e c t r i c i t é
Un système électrique de plus en plus «météo-sensible» 4
G e s t i o n d e s r i s q u e s
La météo, un dommage assurable 6
B â t im e n t s
Les bâtiments intelligents sont attentifs à la météo 8
Ré s e a u é l e c t r iq u e
Un réseau électrique presque à toute épreuve 10
Po i n t d e v u e d ’e x p e r t
Le changement climatique exige une approche globale de la force hydraulique 11
Re ch e r c h e e t i n n o v a t i o n
Mieux exploiter les lignes électriques grâce à la météo 12
C o m m e n t ç a m a r c h e?
Des hauts et des bas derrière les barrages 14
En bref 15
Le coin de la rédaction 17
The European forum for market players and decision makersin the renewable energy industry
THE AGE OF RENEWABLE ENERGY: GRID AND MARKET INTEGRATION
October 10 and 11, 2013 | Geneva, Switzerland
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1
Madame Baselgia, une étude * de l’entreprise de conseil «econcept» publiée en 2011 avait dé-montré que les prestations de MétéoSuisse rap-portent beaucoup plus à l’économie qu’elles ne lui coûtent. Qu’en est-il du secteur de l’énergie?Le constat vaut aussi pour la branche énergé-
tique, à condition bien sûr de ne considérer
que les investissements de MétéoSuisse dans
ce secteur. L’étude que vous mentionnez estime
que les retombées économiques pour les com-
pagnies d’électricité se situent dans une four-
chette allant de 6 à 13 millions de francs par
année. Mais il est très important de préciser que
cette enquête date d’avant la Stratégie énergé-
tique 2050. Je suis persuadée qu’avec la mise en
œuvre de cette stratégie, les retombées seront
beaucoup plus importantes encore.
Pouvez-vous préciser?L’abandon de l’énergie nucléaire et le recours
accru aux nouvelles sources d’énergie renou-
velables vont naturellement contribuer à
augmenter la dépendance du secteur énergé-
tique aux conditions météorologiques. Des
prévisions f iables seront nécessaires pour
pouvoir calculer à l’avance et avec précision la
production des centrales électriques, en parti-
culier pour les installations hydroélectriques,
éoliennes et solaires. Plus fiables seront les
prévisions, meilleure sera l’exploitation des
centrales électriques, et partant, leur renta-
bilité. A l’inverse, un changement de temps
imprévu peut avoir de lourdes conséquences
I n t e r v i e w
«Hier les géologues, demain les météorologues»
Avec le développement des nouvelles sources d’énergie renouve-
lables, les besoins en outils météorologiques fiables et performants
explosent dans le secteur énergétique. MétéoSuisse explore
actuellement de nouvelles voies afin de pouvoir prendre une part
prépondérante à la mise en œuvre de la Stratégie énergétique 2050
du Conseil fédéral. Le point avec Silvana Baselgia, responsable de
l’unité Business Development de MétéoSuisse.
économiques. L’énergie faisant défaut doit
être achetée à court terme sur les marchés,
généralement à des prix très élevés. Les avan-
tages qu’apporteront à l’avenir les secteurs
de la météorologie et de la climatologie à la
branche de l’énergie, et indirectement au ci-
toyen, en termes de fiabilité de l’approvision-
nement seront considérables.
Concrètement, qu’est-ce que cela signifie pour MétéoSuisse?Il est clair que nous voulons jouer un
rôle central dans le développement de la
«A l’avenir, la sécurité de l’appro-visionnement énergétique sera de plus en plus dépendante des secteurs de la météorologie et de la climatologie.»
2
Profil
Silvana Baselgia (née en 1965) est responsa-
ble business development auprès de l ’Office
fédéral de météorologie et de climatologie
MétéoSuisse à Zurich. Elle a auparavant occu-
pé différents postes à responsabilité dans le
privé. Elle a effectué des études d’économie
d’entreprise à la Haute école spécialisée de
Lucerne, puis un master en neuropsychologie
à l ’Université de Zurich.
météorologie de l’énergie, car nous possé-
dons les compétences, les infrastructures
de mesure et les modèles informatiques qui
sont importants pour le virage énergétique.
Sur mandat de la Confédération, nous colla-
borons également étroitement avec les prin-
cipaux services météorologiques en Europe
et dans le monde. Nous souhaitons adapter
encore mieux nos modèles aux besoins de
l’économie énergétique et profiter pour cela
de l’expérience de nos collègues à l’étranger.
Depuis l’été dernier, nous développons un
concept qui doit nous permettre de prendre
une part active à la mise en œuvre de la Stra-
tégie énergétique 2050 du Conseil fédéral.
Ce concept doit être f inalisé dans les pro-
chains mois.
Quels types de liens entretenez-vous au-jourd’hui déjà avec la branche énergétique?Nous comptons aujourd’hui déjà un grand
nombre d’entreprises actives dans le secteur
de l’énergie parmi nos clients. Certaines s’in-
téressent avant tout à nos données météoro-
logiques transmises en temps réel et issues
de nos stations de mesures, d’images satel-
lites ou encore de radars. Elles les utilisent
pour surveiller et gérer leurs installations
de production. Parfois, ce sont nos données
climatologiques qui sont déterminantes, en
particulier pour évaluer les potentiels éo-
lien, solaire ou hydraulique d’un site. Enfin,
d’autres entreprises encore font appel à notre
expertise en matière de modèles de prévision
et de recherche appliquée. Ce dernier type
de collaboration directe est d’autant plus
intéressant qu’il permet, par de véritables
échanges, de développer un nouveau savoir-
faire. Mais de manière générale, j’aimerais
souligner que l’utilisation des informations
météorologiques dans le secteur de l’énergie
est encore assez restreinte et que l’expertise
disponible actuellement n’est pas encore plei-
nement exploitée.
Pouvez-vous donner quelques exemples de collaboration directe qui dépassent la simple transmission de données brutes?Même les meilleurs modèles de prévision ont
encore des failles. Le phénomène de brouillard
au sol est par exemple très difficile à prévoir.
C’est particulièrement gênant pour une instal-
lation photovoltaïque. Localement, la qualité
des prévisions peut être grandement amélio-
rée grâce à l’expertise d’un prévisionniste.
Et vous parliez également de recherche appliquée?Nous avons plusieurs projets avec des entre-
prises privées visant à améliorer la qualité
des prévisions sur des sites solaires et éoliens
en particulier. Pour cela, nous menons des
comparaisons systématiques de nos modèles
météorologiques de haute résolution avec des
mesures prises en temps réel sur le site. Sur
d’autres projets plus complexes, qui ont trait
aux nouveaux besoins de la branche énergé-
tique en pleine mutation, nous collaborons
également avec d’autres organisations du
milieu académique. C’est par exemple le cas
du projet Opticontrol, en collaboration avec
Siemens Suisse, Gruner SA, l’EMPA ainsi
Comment les besoins des entreprises ont-ils évolué ces dernières années?Jusqu’à récemment, la météorologie n’était
pas primordiale pour le secteur de l’énergie.
Si la corrélation entre la météo et les besoins
en électricité et en chaleur est connue depuis
fort longtemps, elle a souvent été abordée de
manière simpliste. Avec le développement des
nouvelles sources d’énergie renouvelables, et
en particulier avec l’arrivée de la Stratégie
énergétique 2050, les choses ont changé.
Auparavant, c’était les géologues qui décou-
vraient les sources d’énergie, demain ce sera
les météorologues.
Y a-t-il une concurrence dans ce secteur?Il y a effectivement quelques entreprises
privées qui sont davantage spécialisées que
nous dans le secteur de la météorologie éner-
gétique. La concurrence se joue avant tout
entre elles. En tant qu’office fédéral, nous
avons davantage un rôle de service public.
En outre, ces entreprises météorologiques
privées exploitent souvent nos données pour
ensuite participer à la planification d’instal-
lations solaires ou éoliennes. MétéoSuisse a
donc souvent une fonction complémentaire.
Interview: Matthieu Buchs
* «Der volkswirtschaftliche Nutzen von Meteorolo-
gie in der Schweiz – Verkehr und Energie», econcept,
rapport final (en allemand), 15 juin 2011,
www.bit.ly/econcept
que l’EPF Zurich, et avec le soutien de swis-
selectric research. L’objectif est de réduire les
besoins en énergie des bâtiments en combi-
nant les derniers développements en matière
de domotique avec des modèles de prévision
numériques. Le potentiel d’économie atteint
quelque 20%.
Développez-vous également des services per-sonnalisés pour des clients?Dans le cadre du mandat qui nous a été confié
par la Confédération, MétéoSuisse est tenue de
mettre ses services à la disposition du grand
public. Nous fournissons donc essentielle-
ment des produits uniformisés, également à
nos clients de la branche énergétique. Dans
le cadre de la Stratégie énergétique 2050 et de
la nouvelle stratégie en matière de réseaux, il
serait peut-être utile, compte tenu de la dépen-
dance accrue du secteur énergétique à l’égard
des conditions météorologiques, d’étendre
notre mandat à des services spécifiques pour
contribuer à la sécurité de l’approvisionne-
ment énergétique en Suisse. Comme je le
disais déjà, nous sommes en train de mettre
au point un concept qui sera finalisé dans les
prochains mois.
«MétéoSuisse veut prendre une part active à la mise en œuvre de la Stratégie énergétique 2050 du Conseil fédéral.»
3
M a r c h é d e l ' é l e c t r i c i t é
Un système électrique de plus en plus «météo-sensible»
L’activité des entreprises électriques est fortement tributaire des conditions météorologiques. Les besoins
en modèles de prévisions performants ont encore augmenté ces dernières années avec la libéralisation du
marché de l’électricité et le recours accru aux sources d’énergie renouvelables.
Le système électrique suisse est «météo-
sensible». La démonstration est évidente à
la simple lecture de la statistique annuelle
de l’électricité. En 2012, la consommation
d’électricité de la Suisse a augmenté de 0,6 %
par rapport à l’année précédente, pour s’éta-
blir à 59 milliards de kilowattheures (kWh).
Durant le même laps de temps, les degrés-
jours de chauffage ont augmenté de 11,7%. Au
contraire, entre 2010 et 2011, la consommation
d’électricité a baissé de 2%. Les degrés-jours
de chauffage ont, sur cette même période,
diminué de 18,1%. Plus il fait froid, plus la
consommation électrique augmente.
«Les données météorologiques sont très im-
portantes pour notre entreprise», confirme
Pascal Bersier, responsable de l’unité Appro-
visionnement et Trading auprès de Groupe E,
l’un des plus grands distributeurs d’électricité
en Suisse romande. Le responsable de préciser
encore que si la société est attentive aux prévi-
sions météorologiques depuis de nombreuses
années déjà, en raison principalement de sa
dépendance à l’hydroélectricité, l’activité s’est
indéniablement professionnalisée au cours de
ces dix dernières années. «La libéralisation
du marché nous oblige à être plus réactif et
plus précis au niveau de nos prévisions. D’un
autre côté, le développement des nouvelles
énergies renouvelables, dont la production
est variable et fortement dépendante des
conditions météorologiques, constitue un défi
supplémentaire.»
Un degré en moins, 1% d’électricité en plusAu sein du groupe romand, la surveillance
des données météorologiques et l’estima-
tion de leur impact sur la consommation et la
production d’électricité est l’affaire des spé-
cialistes de la gestion dite à court terme. «Au
niveau de la consommation, ce sont les valeurs
d’ensoleillement et de température qui jouent
le rôle le plus important», explique Thibault
Gobbé, gestionnaire de portefeuille court
terme auprès de Groupe E. Le spécialiste, qui a
travaillé comme météorologue prévisionniste
durant trois ans avant de rejoindre la société
de distribution d’électricité, précise que c’est
en hiver que l’interdépendance est la plus mar-
quée. «Il y a encore beaucoup de chauffages
électriques dans notre réseau de distribu-
tion. Chaque degré en moins de température
ambiante correspond à une augmentation de
la consommation électrique d’environ 1%.»
Au contraire, de fortes chaleurs en été font
accroître les besoins en électricité pour la
climatisation. «Le phénomène s’est accéléré
depuis 2003. Si l’évolution se poursuit, la sen-
sibilité du marché électrique aux conditions
météorologiques en été pourrait rattraper
celle de l’hiver.»
Du côté de la production électrique, les don-
nées météorologiques les plus importantes
pour Groupe E sont les valeurs des précipita-
tions. Ceci tient au fait que la société exploite
principalement des centrales hydroélec-
triques. A la fin de l’hiver, la position de l’iso-
therme du zéro degré constitue également une
information sensible. «Elle permet de prédire
la fonte des neiges et, par là, de mieux gérer
les crues et de limiter les montées des eaux
trop importantes», précise Thibault Gobbé.
La société n’ayant pas encore d’éoliennes,
les données météorologiques liées au vent ne
sont pas très importantes pour la production.
«Elles peuvent toutefois avoir une influence
sur la consommation électrique lorsqu’il s’agit
d’un régime de bise qui a tendance à refroidir
les maisons», poursuit le spécialiste.
4
PONTIA0.4 MW
MONTBOVON15.5 MW
LESSOC3.5 MW
BROC21.9 MW
PONT DE BROC30.2 m3/s
SAINT-ANNE1.8 MW
ROSSINIERE18.6 m3/s
GRUYERE16.6 m3/s
MONTSALVENS17.4 m3/s
MORON39.7 m3/s
PEROLLES11.5 m3/s
LESSOC4.0 m3/s
0.2 m3/s
0.3 m3/s
858.22
772.79
792.71
0.0 m3/s
25.4 m3/s
19.1 m3/s
0.6 m3/s20.1 m3/s
OELBERG13.7 MW86.2 m3/s
1
1 2
1 32
1110.00
1 6432
HAUTERIVE58.5 MW
673.66
72.7 m3/s
1 642
CHATELOT28.0 MW
709.98
751.46
41.9 m3/s
21
553.12
4.0 m3/s
0.0 m3/s
1 6432
SCHIFFENEN35.0 MW98.4 m3/s
529.93321
ST-SULPICE2.0 MW
RETENUE DE LA DOUX
790.43
6.3 m3/s
1 6432
0.3 m3/sM
0.5 m3/sM
3.5 m3/s
2.0 m3/s
LES BRENETS(37.0 m3/s)
1
PONT DE BERNE86.0 m3/s
SCHIFFENEN3.8 m3/s
Externaliser la veille météorologique?Aujourd’hui, étant donné l’importance de la
météorologie pour les activités quotidiennes
des entreprises électriques, des sociétés pro-
posent des services professionnels de prévi-
sions spécialement adaptés pour ce marché.
Ce n’est toutefois pas la solution adoptée par
la société romande. «Contrairement à d’autres
entreprises électriques, nous faisons nous-
mêmes nos prévisions météorologiques», ex-
plique Alexandre Gal, également gestionnaire
de portefeuille court terme. Ce mathématicien
de formation explique que les outils dévelop-
pés au sein de l’entreprise permettent d’être
plus réactifs et constituent donc un atout
supplémentaire. «C’est un investissement
en temps et en personnel. Mais au final, cela
nous permet de mieux pouvoir modifier les
paramètres selon l’évolution de nos besoins
spécifiques. Et surtout, nous avons remarqué
que nos modèles n’étaient pas moins bons que
ceux disponibles sur le marché.»
Les données météorologiques brutes néces-
saires à l’entreprise sont achetées en grande
partie auprès de MétéoSuisse. «Il s’agit de
données reçues en temps réel et en continu,
comprenant les valeurs d’ensoleillement,
de température, de précipitations, de condi-
tions de vent et d’humidité relative», précise
Thibault Gobbé. Ces données sont complé-
tées par d’autres en accès libre et gratuit sur
l’électricité selon le moment de la journée et
des contraintes techniques et environnemen-
tales inhérentes aux différents lacs, cela nous
permet ensuite de définir la disponibilité de
la production hydroélectrique.» Ne disposant
pas de gros bassins d’accumulation, la société
doit parfois réagir très vite, notamment lors de
situations orageuses.
Un prix également «météo-sensible»Si la météorologie a une inf luence sur la
consommation et la production d’électricité,
elle en a également une sur l’évolution des
prix. Non pas pour le petit consommateur
qui paie un prix moyen faisant disparaître les
différences entre pics et creux, mais pour le
grand distributeur qui échange une partie de
son électricité au niveau européen à la bourse
European Power Exchange (EPEXSPOT) de
Paris. «Le fort développement de l’énergie so-
laire, notamment dans le sud de l’Allemagne,
a par exemple contribué à faire disparaître
les super pics de demande en électricité aux
alentours de midi, explique Thibault Gobbé.
Il peut même parfois arriver que le prix de
l’électricité soit plus faible le jour que la nuit.»
Fortes variations des prix, influence considé-
rable sur la consommation et la production
d’électricité: il n’y a pas que les futurs vacan-
ciers qui garderont un œil attentif à l’évolution
de la météo durant l’été. (bum)
Internet, comme par exemple celles issues
du modèle américain de prévision numérique
GFS (Global Forecast System). A quoi vient
encore s’ajouter un propre réseau de mesures,
essentiellement à proximité des barrages les
plus importants du groupe.
Déviation de 15 à 20% par rapport à la moyenneLes données météorologiques brutes sont
ensuite introduites dans un modèle numé-
rique permettant notamment de prédire la
consommation d’énergie pour le lendemain.
«Il ne s’agit bien sûr pas d’un modèle ab initio
qui détermine à partir des seules conditions
météo les besoins totaux en énergie, détaille
Thibault Gobbé. Le modèle utilise une courbe
de consommation préformatée selon une
moyenne pluriannuelle. Les données entrées
dans le modèle numérique permettent d’ajus-
ter la hauteur de la courbe. Nous pouvons ob-
server des déviations allant jusqu’à 15 à 20%
par rapport à la courbe standard.»
Le modèle permet également de prédire les
apports d’eau de tous les bassins versants
dans le secteur de production de Groupe E.
«En tenant compte de l’évolution du prix de
En raison d’une production élec-trique fortement liée à l ’hydraulique, Groupe E est tenu de porter une attention toute particulière aux prévisions des précipitations.
? Le saviez-vous?
Un peu plus de 12% de l’électricité consommée en Suisse en 2011 a servi aux besoins du chauffage (7.8%) et de la préparation d’eau chaude (4.5%).
5
Selon une évaluation, l’activité économique
mondiale dépendrait, directement ou non, à
plus de 80% de la météo. Des phénomènes tels
que grande chaleur, nuages, pluie ou sécheresse
constituent des incertitudes et comportent par-
fois des risques non négligeables. Comme le
temps qu’il fera échappe à notre influence et ne
saurait être pronostiqué sûrement à long terme,
il constitue un élément important de la gestion
du risque d’une entreprise.
Il n’est donc guère surprenant que la météo
fasse partie des dommages assurables: depuis
plus de 130 ans, l’agriculteur peut assurer ses
cultures contre la grêle, et dès le début du 19e
siècle, nombre d’assureurs du bâtiment ont
élargi la couverture incendie aux «forces de
la nature» telles que tempête ou inondation.
Aujourd’hui, l’assurance contre les dommages
dus aux éléments naturels est obligatoire dans
bien des cantons et nul n’en conteste l’utilité.
Elle couvre les dégâts causés aux infrastruc-
tures par des phénomènes météorologiques
rares et extrêmes.
Compenser les fluctuationsMais les variations habituelles de la météo
constituent aussi un risque entrepreneurial.
Les entreprises du secteur de l’énergie ont été
parmi les premières à s’en préoccuper sérieu-
sement, car elles y sont particulièrement ex-
posées. Le temps qu’il fait est en effet l’un des
G e s t i o n d e s r i s q u e s
La météo, un dommage assurable
principaux paramètres de la demande comme
de la production d’énergie: un hiver doux en-
traîne de moindres besoins de chauffage, une
période de sécheresse fait que les centrales
hydrauliques produisent moins de courant, et
un été maussade se traduit par un ralentisse-
ment de la production d’électricité d’origine
photovoltaïque.
Mais l’assurance conventionnelle est peu faite
pour couvrir les pertes imputables à des phé-
nomènes météo d’assez longue durée. C’est
pourquoi un nouveau type d’instruments,
dits dérivés météo, a été introduit à la fin des
des dérivés financiers, le versement dépendant
de l’évolution d’une valeur de base. Dans le
dérivé météo, ces valeurs reposent sur des in-
dices tels que la température, les précipitations,
mais aussi le rayonnement global, les débits et
le niveau des eaux. «Nous calculons et évaluons
chaque risque séparément. Notre algorithme
analyse les données historiques, les tendances
actuelles et les prévisions à moyen terme pour
parvenir à intégrer des phénomènes tels que par
exemple El Niño». C’est ainsi que Mark Rüegg
décrit la démarche. Celle-ci aboutit à un calcul
des probabilités de survenance, puis à des
primes. Un exemple: pendant un hiver doux, les
Etre en vacances et avoir une semaine pluvieuse: juste un manque de
chance. Il en va autrement en entreprise, où les incertitudes de la météo
peuvent causer de sérieux dommages et font donc partie des risques assu-
rables. Cela ne concerne pas seulement les événements extrêmes comme les
inondations, mais aussi les aléas quotidiens des précipitations et du vent.
Pour les pallier, il y a désormais des dérivés météo.
La société de réassurance Swiss Re discerne un besoin croissant de se prémunir contre les risques météorologiques.
années 1990 aux USA. Mark Rüegg, CEO de
la société zurichoise Celsiuspro, déclare: «Un
événement de faible probabilité pouvant cau-
ser des dommages substantiels sera assuré de
manière conventionnelle. Le dérivé météo, lui,
repose sur une probabilité de survenance net-
tement plus élevée, mais avec des prestations
plus modestes.» Ces prestations visent moins
à payer des dégâts qu’à compenser des pertes
de production, dit le spécialiste.
Analogue aux dérivés financiersCes produits ont une structure analogue à celle
entreprises d’approvisionnement énergétique
vendent moins et donc, leurs bénéfices s’en res-
sentent. Afin de se prémunir contre une telle
éventualité, une entreprise passe un contrat: si
l’hiver compte moins de 2000 degrés-jours de
chauffage, par exemple, elle a droit à un certain
montant, fixé à l’avance.
Même sans dommageQue le temps qu’il fait dépasse les limites d’un
indice donné, et les prestations sont dues. Peu
importe qu’il y ait eu dommage ou non. Le très
grand avantage du système est que nul ne doit
6
prouver qu’il est lésé, ni procéder à de savants
calculs pour établir l’ampleur des pertes. «La
prestation est due automatiquement, sur la
seule base de l’indice et indépendamment de
tout dommage», explique Mark Rüegg. Les
complications administratives s’en trouvent
drastiquement réduites, et avec elles, les coûts.
Le but est de pouvoir compenser les fluctuations
de la production imputables à la météorologie.
En tant qu’instrument de gestion du risque, le
dérivé météo permet de reporter le risque sur
un tiers. Indirectement, on influence ainsi le
cashflow de l’entreprise, les coûts de capital, la
valeur de la firme et par conséquent le cours de
l’action. C’est important dans un marché libé-
ralisé, où la concurrence toujours plus vive ré-
duit la liberté, pour le fournisseur d’énergie, de
reporter sur les clients les variations de coûts.
Encore inutilisé en SuisseLes fournisseurs suisses d’énergie recourent-ils
à de tels produits? Markus Mooser, responsable
de la gestion de l’assurance de BKW FMB Ener-
gie SA, secoue la tête: «Nous avons plus d’une
fois étudié la possibilité de dérivés météo pour
nous assurer contre les pertes de production,
mais de tel instruments n’ont pas été adoptés
jusqu’ici.» Et il s’en explique: «Les FMB dis-
posent d’un parc de centrales assez largement
diversifié pour n’avoir pas besoin aujourd’hui
de dérivés pour compenser les fluctuations qui
surviennent.»
«Il n’y a pas, à ma connaissance, de fournisseur
suisse d’énergie qui s’assure contre les fluctua-
tions de production», déclare de son côté Mark
Rüegg. Il en va autrement à l’étranger: des
groupes tels que RWE, EON ou EDF recourent
non seulement à des dérivés météo, mais ils
disposent aussi de divisions spécialisées pour
gérer activement le risque. La société de réassu-
rance Swiss Re discerne également un besoin
croissant de se prémunir contre les risques
météorologiques. Il semble que la libéralisa-
tion des marchés ne soit pas seule en cause;
la signification toujours plus grande des éner-
gies renouvelables joue aussi un grand rôle. «La
production de courant éolien et solaire dépend
davantage des caprices de la nature», explique
Juerg Trueb. Responsable du secteur Environ-
ment and Commodity Markets de Swiss Re,
il est persuadé que sur des marchés comme
l’Allemagne, les capacités élevées en agents
renouvelables influencent jusqu’à la production
d’énergie thermique.
Le réchauffement global se communique aux marchésLes experts en conviennent, les dérivés météo
sont un produit de niche, relativement nou-
veau. Une enquête en 2011 a montré que 4%
seulement des producteurs d’énergie éolienne
s’étaient prémunis contre les risques de cette
nature. A titre de comparaison: plus de 60% des
entreprises du secteur de l’énergie recourent
aux assurances conventionnelles pour couvrir
d’autres risques. Reste que le réchauffement
global est un grave défi dans cette branche tout
spécialement. Il est généralement admis que
des situations météorologiques extrêmes vont
apparaître plus souvent à l’avenir. Markus Moo-
ser (FMB) confirme que le problème des pertes
de production va gagner en importance dans la
gestion du risque. Et Juerg Trueb discerne dans
la couverture de ce risque un marché porteur
en Suisse aussi, surtout si les investissements
dans l’exploitation d’énergies renouvelables
continuent d’augmenter. Mais son regard ne
se limite pas au contexte de l’énergie. Il est
convaincu que la gestion du risque dans l’agri-
culture, le tourisme, la construction, voire dans
l’industrie alimentaire et dans le commerce de
détail exigera également un déploiement de
produits actuariels tels que les dérivés météo.
«Everybody talks about the weather, but nobody
does anything about it.» Cet aphorisme améri-
cain bien connu correspond aujourd’hui à une
réalité en Suisse – peut-être plus pour long-
temps. (swp)
7
? Le saviez-vous?
A l'heure actuelle, les bâtiments consomment près de la moitié de l'énergie primaire en Suisse, à raison de 30% pour le chauffage, la climatisation et l'eau chaude sanitaire, 14% pour l'électricité, et environ 6% pour la construction et l'entretien.
B â t i m e n t s
Quand les bâtiments consultent la météo
Dans les bâtiments intelligents, le chauffage, les systèmes de ventilation, de climatisation et de refroidis-
sement, l’équipement sanitaire et les installations électriques communiquent les uns avec les autres. Ils
régulent le climat ambiant en fonction des prévisions météorologiques des jours suivants. Une domotique
aussi sophistiquée, qui augmente le confort et permet d’économiser près de 20% d’énergie, est encore
rarement utilisée. La tendance devrait toutefois s’inverser.
Des systèmes de régulation simples sont depuis
longtemps la norme dans les bâtiments, à l’ins-
tar du chauffage en fonction de la température
extérieure. Le développement des technologies
de l’information et de la communication per-
met depuis quelque temps déjà la régulation
d’appareils, mais aussi la mise en réseau et la
communication de plusieurs installations. Un
câble, une ligne électrique à courant fort ou un
système radio raccordent les différentes parties
qui peuvent ainsi échanger des données entre
elles. Des capteurs (de mouvement, de CO2
dans l’air, etc.) donnent aux différentes ins-
tallations l’ordre d’agir selon un certain pro-
gramme. Les destinataires en sont par exemple
les lampes, le chauffage, la ventilation ou les
stores vénitiens.
Régulation prédictive«On peut programmer nombre de fonctions
de manière très individualisée, explique
Hans Rudolf Ris, de l’Initiative réseau bâti-
ment (IRB). Prenons l’exemple de la lumière:
je peux notamment programmer les sources
de lumière de telle sorte qu’elles s’allument à
partir d’un certain degré d’obscurité. Je peux
aussi définir que je veux un éclairage fort le
soir quand il fait sombre. Mais quand je me
lève la nuit, la lumière doit être atténuée.» Il
est donc possible, en matière de lumière, non
seulement d’économiser beaucoup d’énergie,
mais aussi d’augmenter le confort.
Les possibilités de la domotique vont encore
bien plus loin dans les stratégies de régula-
tion. La régulation prédictive intègre par
exemple des facteurs tels que l’occupation
attendue d’un bâtiment ou les prévisions mé-
téorologiques dans le système d’automation.
«Pour les bâtiments fonctionnels (bâtiments
à vocation administrative, écoles, ndlr), qui
ont des fréquences d’occupation variables, le
potentiel d’économie énergétique est considé-
rable. En fonction du degré d’optimisation, on
peut économiser jusqu’à 20% d’énergie», pré-
cise Hans Rudolf Ris.
Opticontrol se concentre sur les stratégies de régulation Dans le cadre du projet de recherche Optimal
Building Climate Control (Opticontrol), l’EPF
Zurich, l’EMPA, MétéoSuisse et des entre-
prises privées travaillent au développement de
telles stratégies de régulation prévisionnelles.
L’automatisation intégrée des pièces dans les
bâtiments administratifs est notamment au
cœur d’Opticontrol. Il s’agit de la régulation
automatisée des stores vénitiens, de l’éclairage,
du chauffage, du refroidissement et de la venti-
lation dans les différentes parties du bâtiment.
Les premiers résultats font l’objet de tests sur
le terrain depuis l’automne 2011. Le choix s’est
porté sur une construction typique d’après les
normes suisses, en l’occurrence le bâtiment ad-
ministratif de l’entreprise Actelion à Allschwil,
construit il y a cinq ans. Les résultats du test
sont attendus pour cette année.
Rares sont les bâtiments dont le système de
régulation tient compte des prévisions météo-
rologiques. Plusieurs stratégies de régulation
prédictive sont éprouvées. A la cabane du
Mont Rose (lire ci-contre), la régulation se
fonde sur la formule «si – alors», c’est-à-dire
que le système réagit d’une certaine manière
si certaines conditions sont réunies. Si elles ne
le sont pas entièrement, la réaction est diffé-
rente. La tour de la foire de Bâle (lire ci-contre)
ne recourt pas aux mesures actuelles, mais aux
prévisions pour le jour suivant. La tempéra-
ture de départ de l’installation de chauffage
est définie sur cette base. (his)
8
La cabane du Mont Rose
La nouvelle cabane du Mont Rose, mise en service en 2010, illustre de manière
saisissante ce qui est possible de nos jours en matière de domotique. Pour atteindre
un niveau d’autosuffisance de 90%, il a fallu aménager efficacement les différents
éléments sur le plan énergétique, mais aussi optimiser leur interaction grâce à
une régulation intelligente. Les stratégies de régulation traditionnelles s’appuient
sur les valeurs environnantes actuelles comme la température extérieure ou le
rayonnement solaire. A la cabane du Mont Rose, les réservations des hôtes, c’est-
à-dire l’occupation supposée, et les prévisions météorologiques pour les cinq jours
suivants sont intégrées au système d’automation du bâtiment. Ce système prévi-
sionnel présente de grands avantages, comme l’illustre le procédé d’épuration
des eaux usées: avec un réservoir des eaux usées plein, une régulation normale
lancerait immédiatement le processus d’épuration, même si aucun visiteur n’est
annoncé pour les jours suivants et que la batterie ne peut pas se charger à l’énergie
solaire pendant plusieurs jours en raison d’une phase de mauvais temps. Comme
le processus d’épuration consomme beaucoup d’énergie, il est vraisemblable qu’il
faudrait recourir à la source d’énergie alternative, en ce cas une petite installation
de couplage chaleur-force fonctionnant à l’huile de colza. La régulation prévi-
sionnelle sait en revanche qu’il y aura peu de visiteurs les jours suivants et assez
d’énergie solaire à disposition trois jours après pour épurer toutes les eaux usées.
Elle retarde donc l’engagement du processus d’épuration et évite d’utiliser l’unité
de couplage chaleur-force. Quand les alpinistes affluent de nouveau, le réservoir
d’eaux usées est vide et la batterie chargée.
Tour de la foire de Bâle
La tour de la foire de Bâle, haute de 105 mètres, comprend un système d’au-
tomation sophistiqué. Les éléments de construction thermo-actifs (TABS)
constituent une partie essentielle du contrôle du chauffage et du refroidisse-
ment. Les conduites sont directement installées dans les plafonds et utilisent
ainsi la grande inertie de la masse thermique des éléments en béton (temps
de réaction de 10 à 12 heures). La température de départ des TABS est définie
à l ’aune des données de MétéoSuisse concernant la température et la météo
du jour suivant. Les données importantes sont la température extérieure
moyenne, la différence entre la température maximale et la température
moyenne de même que le rayonnement global du lendemain. Le système
vise à ce que la température ambiante dans les bureaux ne soit que rarement
inférieure ou supérieure à la zone de confort, qui se situe entre 20 et 26°C.
Pendant l ’été 2009, la température n’y a pas dépassé les 25 degrés, même
quand la température extérieure avoisinait les 30 degrés. Cette année-là, les
mesures ont révélé une consommation d’énergie inférieure de 9% pour le
chauffage et de 32% pour le refroidissement.
9
R é s e a u é l e c t r i q u e
Un réseau presque à toute épreuveLe réseau électrique suisse peut parfaitement supporter des conditions climatiques difficiles mais il
ne saurait toutefois être paré contre les phénomènes extrêmes. Pour Swissgrid, la société nationale pour
l’exploitation du réseau, une planification prévisionnelle et une maintenance sans faille sont d’autant
plus importantes.
On se souviendra sans peine des grosses
pannes du réseau électrique suisse à haute ten-
sion: ainsi, celle de fin septembre 2003 ayant
privé de courant une grande partie de l’Italie
et de la Suisse méridionale après la défail-
lance de deux lignes de transport majeures;
ou encore celle de juin 2005 qui a immobi-
lisé l’ensemble du réseau CFF à cause d’une
ligne surchargée. Mais bien plus encore que
les irrégularités des flux électriques, les phé-
nomènes météorologiques extrêmes peuvent
mettre à mal le réseau de transport. La loi
pose certaines exigences afin d’éviter que les
pylônes ne tombent comme des allumettes
sous l’action du vent et des intempéries. Se-
lon l’ordonnance sur les lignes électriques
(OLEI), les pylônes doivent, en plus du poids
propre des câbles conducteurs, supporter une
surcharge d’au moins deux kilos de glace par
mètre. Pour ce qui est du vent, selon la hau-
teur au sol, des pressions différentes doivent
être prises en considération sur les surfaces
des pylônes et des câbles –, explique Martin
Weber, responsable du domaine des projets de
réseau chez Swissgrid. L’ordonnance stipule
par ailleurs explicitement que selon les condi-
tions spécifiques sur place, il faut admettre
des surcharges plus élevées.
Les planificateurs doivent bien connaître les lieux «Des surcharges importantes surviennent
souvent autour de 0 °C, lorsqu’il règne en outre
une forte humidité de l’air et que soufflent des
vents spécifiques», poursuit Martin Weber.
Les ingénieurs peuvent, par exemple, ren-
forcer la structure des pylônes, utiliser des
câbles plus solides ou diminuer les portées
intermédiaires. Pour les lignes aménagées
dans les zones forestières, l’élagage régulier
des arbres situés à proximité immédiate revêt
une importance cruciale de manière à éviter
les risques de contact et la formation d’un un
arc électrique.
En dépit des planifications prévisionnelles,
Swissgrid peut être pris de court par les phé-
nomènes météorologiques: ainsi, en mars
2011, sur la ligne du San Bernardino, à la hau-
teur du portail nord du tunnel, une couche de
glace si épaisse s’était formée sur la ligne à
courant fort que son affaissement lui fit tou-
cher la ligne à moyenne tension située en des-
sous. D’où une coupure de courant immédiate.
«Nous avons calculé par la suite que la glace
avait surchargé la ligne de 40 kilos par mètre
courant», explique Martin Weber. Or même si
elle n’avait été conçue que pour une surcharge
de huit kilos, la ligne n’a subi aucun dégât.
Tant que la charge reste constante, les lignes
peuvent supporter bien plus que la charge
maximale calculée. «La situation devient cri-
tique lorsque cette charge varie brusquement,
c’est-à-dire quand la glace se rompt ou qu’un
arbre tombe sur la ligne».
Désarmé face aux avalanches et aux tempêtes Swissgrid est désarmé lorsqu’il s’agit de
protéger le réseau contre les avalanches et
les tempêtes. «Certes, lors de la planif ica-
tion des lignes alpines, il a bien sûr été tenu
compte des couloirs d’avalanche et des zones
exposées aux tempêtes. Nous protégeons les
pylônes des avalanches par des éperons de
protection qui divisent les masses neigeuses
de part et d’autre du pylône», précise Martin
Weber. Cette protection est efficace tant que
la neige ne recouvre pas les éperons ou qu’elle
n’emprunte pas un autre couloir. Mais ce sont
les tempêtes qui, sans conteste, occasionnent
le plus de dégâts sur les lignes, surtout lorsque
celles-ci sont touchées par des branches, voire
par des arbres entiers. «L’entretien des arbres
est ici l’instrument le plus efficace même si,
en cas de tempête, des arbres sains peuvent
tomber eux aussi et endommager le réseau»,
ajoute Martin Weber. Avant de conclure sur
une note positive: «Dans l’ensemble, nous
bénéficions en Suisse d’un réseau sûr, grâce à
la qualité de nos prescriptions et à celle de la
planification». (his)
? Le saviez-vous?
Le réseau de transport suisse d’électricité (très haute tension) totalise 6700 kilomètres et compte quelque 15 000 pylônes.
10
P o i n t d e v u e d ’ e x p e r t
Le changement climatique exige une approche globale de la force hydraulique
Climat et régimes hydrologiques subissent des changements en Suisse. Les eaux d’écoulement vont diminuer
en été pour augmenter en hiver, à l’exception des bassins versants fortement englacés qui bénéficieront au
cours des prochaines décennies de la fonte accrue des glaciers. Constat intéressant, les volumes annuels des
effluents n’accuseront pas de changements significatifs par rapport à la situation actuelle, du moins jusqu’au
milieu du XXIe siècle. Les ajustements requis devront donc se focaliser sur la modification des régimes
saisonniers des eaux.
Bref, vu l’étendue des modifications poten-
tielles liées au changement climatique, il
serait irresponsable de la part des centrales
d’axer leurs mesures d’ajustement sur la seule
optimisation de la production et des profits.
Ce qu’il faut, c’est une stratégie globale qui
tienne compte des besoins de tous les uti-
lisateurs d’eau. La branche hydraulique est
appelée à passer d’une gestion des volumes
d’eau disponibles à un système de gestion de
la consommation qui comprendra notam-
ment une distribution équitable de l’eau dans
les périodes de disette. Ce qu’il faut, c’est une
gestion multifonctionnelle du stockage englo-
bant les intérêts de l’ensemble des utilisateurs.
Pour y parvenir, un changement de para-
digmes s’impose. Le défi consistera à redéfi-
nir l’apport des centrales hydroélectriques à
la prospérité de la collectivité. Bon nombre
de concessions expireront au cours des pro-
chaines années et décennies; cela ouvrira des
voies intéressantes vers des solutions globales
permettant d’exploiter la force hydraulique de
manière rentable tout en atténuant l’impact
du changement climatique sur l’ensemble du
secteur. Il ne tient désormais qu’à nous de
nous adapter à la nouvelle donne climatique
– un privilège certain par rapport à d’autres
régions de la planète où la modification du cli-
mat pourrait conduire à des bouleversements
dramatiques et irréversibles.
* http://www.hydrologie.unibe.ch/projekte/
ccwasserkraft.html
Comment positionner ces données dans la
perspective de la production hydraulique?
Selon les résultats de l’étude CCWasserkraft *
achevée en 2011, la production des centrales
hydroélectriques enregistrera vers le milieu
du XXIe siècle une hausse globale de quelque
10% en hiver et une baisse de 5% environ en
été. En termes de production annuelle, il en
résultera un accroissement relatif de 1 à 2%, eu
égard toutefois à l’hypothèse restrictive d’un
marché de l’électricité et de comportements
de consommation inchangés par rapport à
aujourd’hui. Les centrales hydroélectriques
pourront ainsi maintenir leur contribution
essentielle à la production d’électricité pour
autant que l’on réagisse par des mesures
appropriées au changement des conditions
saisonnières, surtout pour ce qui concerne
la gestion du stockage de l’énergie produite.
J’estime cependant qu’une approche axée
uniquement sur la production ne va pas assez
loin. Les mesures d’adaptation de la part des
centrales devront tenir compte davantage du
contexte global des changements hydrolo-
giques. Des étés secs exigent des capacités
de stockage supplémentaires non seulement
pour faire face aux éventuelles pénuries
dans l’agriculture et aux insuffisances d’eau
potable, mais aussi pour sauvegarder le rôle
de nos cours d’eau au sein de l’écosystème.
Compte tenu du développement planifié ou
déjà réalisé du solaire et de l’éolien, il s’agira
par ailleurs de se pencher sur la fonction de ré-
servoir de nos bassins d’accumulation alpins.
Ces bassins peuvent aussi jouer un rôle impor-
tant dans l’atténuation des grandes crues qui
risquent d’augmenter selon les régions.
Rolf Weingartner, professeur d’hydrologie,
directeur de l’Institut de géographie de
l’Université de Berne.
11
Les spécialistes parlent de «Dynamic thermal
rating». Ils désignent ainsi l’intention d’adap-
ter le transport de l’électricité par lignes aé-
riennes au temps qu’il fait. Car l’influence des
conditions météorologiques est considérable.
Les lois de la physique font que des câbles
froids transportent mieux l’électricité que des
câbles chauds. De plus, les câbles composant
les lignes ne peuvent être chauffés que jusqu’à
une certaine température, pour des raisons de
stabilité. Pour les lignes aériennes courantes,
il est admis que cette température maximale
se situe à 80 °C. Une température ambiante
plus basse permet de transporter davantage
d’électricité avant que la ligne n’atteigne sa
limite de 80 °C. Si un câble donné peut par
exemple transporter 700 ampères quand il
est à 40 °C, sa capacité de transport grimpe
R e c h e r c h e e t i n n o v a t i o n
Connaître les influences météo-rologiques permet de mieux exploiter les lignes électriques
Les exploitants de lignes à haute tension doivent-ils prêter attention au
temps qu’il fait? L’idée peut faire sourire les néophytes. C’est pourtant
bien là une pratique menée avec succès depuis vingt ans déjà dans le
petit état australien de Tasmanie. Et peut-être bientôt en Suisse. Des
travaux de recherche vont dans cette direction.
aisément à 1200 ampères s’il fait 10 °C. En
d’autres termes, entre les pointes estivales de
chaleur extrême et un temps hivernal glacial,
la puissance de transport d’une même ligne
à haute tension peut quasiment passer du
simple au double.
Exploitation plus sûre et plus efficace des réseaux d’électricité Face à de telles différences, on ne s’étonnera
pas des efforts assidus déployés aujourd’hui
par les chercheurs pour sonder l’influence des
conditions météorologiques sur les capacités
de transport des lignes électriques aériennes.
Leurs travaux visent avant tout à augmenter
la sécurité du réseau. Car le réseau à haute
tension est exposé ces dernières années à
des charges toujours plus fortes. A l’aspect
sécuritaire vient se joindre depuis quelque
temps le souhait d’exploiter les réseaux avec
une plus grande efficacité, c’est-à-dire de les
amener – en préservant les marges de sécu-
rité nécessaires – au plus proche des limites
de charge. Les motivations sont certes en
partie de nature commerciale, mais incluent
également l’espoir d’avoir au final moins de
nouvelles lignes à construire.
Dans la plupart des pays, les lignes élec-
triques aériennes sont constituées de câbles
ACSR, composés d’un filin d’acier (âme) qui
assure la stabilité mécanique du câble et d’une
gaine en aluminium qui transmet l’électricité.
La Grande-Bretagne et la Suisse utilisent au
contraire les câbles AAAC (conducteur ho-
mogène en alliage d’aluminium), un peu plus
12
légers. Dépourvus d’âme en acier, ces câbles
sont exclusivement en aluminium, plus exac-
tement en alliage Aldrey, qui confère au câble
une résistance particulière à la traction et à
la corrosion. L’utilisation des deux types de
câbles depuis des années a confirmé leur fia-
bilité. Néanmoins, ni les experts et ni les fabri-
cants ne savent exactement quelle est la limite
de charge maximale des câbles conducteurs,
et par conséquent celle des réseaux. Christian
M. Franck, professeur d’électrotechnique à
l’EPF Zurich, résume pertinemment l’état ac-
tuel des connaissances: «Exploiter les réseaux
comme nous le faisons jusqu’à présent revient
presque à piloter un avion à l’aveugle. Mais
comme nous volons à distance suffisante de
la limite de sécurité, ce n’est pas risqué.» Les
chercheurs veulent maintenant comprendre
avec précision les influences que le transit du
courant ou les paramètres météorologiques
(température de l’air, vent, glace, etc.) ont sur
l’état du câble conducteur (température du
câble, qualité, etc.).
Tests à 4000 ampères Christian M. Franck travaille à Zurich à
proximité du bâtiment principal de l’EPF. Il
conduit le visiteur à une immense salle aux
dimensions d’un gymnase. C’est ici, au labo-
ratoire pour la haute tension, qu’est installé
le banc d’essai grâce auquel le professeur et
ses collègues chercheurs testent la capacité
maximale de charge électrique des lignes
aériennes en alliage Aldrey, dans un projet
en cours sur l’exploitation des capacités des
lignes aériennes en fonction des températures
(TeKaF). Deux lignes Aldrey sont actuellement
sous tension au banc d’essai et reliées à un
circuit électrique. Les câbles peuvent – à une
tension basse de quelques volts – recevoir une
charge de courant alternatif atteignant 4000
ampères et subir une charge de traction allant
jusqu’à 50 kNewton. Les chercheurs de l’EPF
Zurich étudient ici comment différents types
de câbles Aldrey réagissent selon différentes
tensions électriques et tensions de traction,
quel échauffement ils présentent et comment
la température se diffuse dans l’épaisseur et la
longueur du câble. Les chercheurs ont observé
par exemple que les câbles Aldrey chauffent
davantage au centre qu’à l’extérieur, ce qui
entraîne une déformation mécanique des
brins, et peut, dans le pire des cas, endom-
mager le câble de manière irréversible. Pour
imiter le rayonnement solaire, les chercheurs
ont recours à une lampe à infrarouge.
Stations de mesures et caméras d’altitude Pour étudier toute la complexité des influences
météorologiques sur les lignes aériennes, il
faut se rendre sur le terrain, à l’extérieur, aux
cols de la Bernina ou du Lukmanier, dans
une des régions où les lignes à haute tension
traversent les Alpes et sont exposées à des
conditions climatiques et des températures
extrêmes. Là-haut dans les montagnes prend
place actuellement un second projet de re-
cherche, consacré à l’optimisation de l’exploi-
tation des lignes aériennes sous l’angle météo-
rologique. L’objectif de ce projet est de mettre
au clair comment le temps qu’il fait influence
les lignes électriques aériennes, comment la
température de l’air, le vent, la pluie et la neige
font varier la température des câbles, quel rôle
jouent la texture de surface d’un câble et son
ancienneté. Pour déterminer ces influences,
les chercheurs ont installé l’an dernier des ap-
pareils de mesures sur d’importantes lignes de
transit nord-sud. Ils relèvent la température du
câble, celle de l’air, l’humidité atmosphérique,
la direction et la force du vent, et le rayonne-
ment global (rayonnement solaire direct et
réfléchi). Certaines stations de mesures sont
équipées de caméras permanentes qui filment
la formation de glace le cas échéant.
Le projet, soutenu par Alpiq, BKW, Repower,
Swissgrid et l’Off ice fédéral de l’énergie,
fournit depuis l’automne dernier les valeurs
mesurées. Les chercheurs peuvent consulter
et télécharger les données par un navigateur
Web et les analyser. C’est ce que fait, entre
autres, Urs Steinegger, devant l’écran de son
ordinateur, dans son bureau au Technopark
de Zurich. Urs Steinegger est co-directeur de
Meteodat, une société spin-off de l’EPF Zurich.
En s’appuyant sur les valeurs relevées, il en-
tend rendre possible le «thermal rating» dyna-
mique, c’est-à-dire une exploitation des lignes
électriques aériennes adaptée précisément aux
conditions météorologiques du moment. Les
régulateurs des exploitants de réseaux pour-
raient alors – c’est l’objectif à long terme –
régler le flux maximal d’électricité de chaque
ligne aérienne selon le temps qu’il fait dans
chaque région.
Aujourd’hui, l’exploitation des lignes élec-
triques aériennes ne repose pas sur la tempé-
rature locale du moment, mais sur une tem-
pérature moyenne établie globalement pour
toute la Suisse: 40 °C en été, 10 °C en hiver, et
20 °C durant les mois intermédiaires d’avril et
d’octobre. Par rapport à la pratique actuelle,
la gestion dynamique de la charge des câbles
constituant les lignes apporterait un avantage
d’efficacité: «Certains jours, nous pourrions
faire circuler cinq à dix pour cent d’électricité
en plus» estime Urs Steinegger. C’est vrai en
particulier pour les jours d’été un peu frais
et les jours d’hiver très froids. A l’inverse, les
quantités transportées devraient sans doute
être plutôt réduites les jours d’hiver relative-
ment doux. (vob)
3000
2500CIGREIECIEEE
2000
1500
00 2 4 6 8 10
500
wind velocity (m/s)max
imal
curr
ent c
apac
ity (A
)1000
Ta = –10˚CTa = 20˚CTa = 40˚C
Le graphique ci-dessous montre à quel point la température de l ’air influence la capacité de transport d’électricité d’une ligne aérienne. Les courbes illustrent l ’influence subie en été: si l ’air n’est pas à 40 °C mais à – 10 °C, la ligne pourrait transporter environ 50% d’électricité de plus sans risquer la surchauffe. De même, la capacité de transport augmente nettement si le vent souffle. Dans la réalité, les lignes ne sont pas les seuls facteurs affectant la capacité de transport et ces valeurs sont donc théoriques. Graphique: EPF Zurich.
13
C o m m e n t ç a m a r c h e ?
Des hauts et des bas derrière les barrages
La courbe moyenne du taux de remplissage des barrages épouse un cycle saisonnier immuable. Les faibles
variations annuelles observées dépendent autant de la situation des prix sur le marché de l’électricité que
des conditions météorologiques.
les régions. «Un été caniculaire qui engendre
une fonte glaciaire importante va remplir les
lacs de haute altitude au nord des Alpes mais
ne sera pas favorable aux bassins du sud des
Alpes, poursuit la responsable. A l’inverse, un
été pluvieux sera profitable pour les ouvrages
situés en dessous de 1700 mètres d’altitude et
pour tous les bassins au Tessin.»
Pleins au début octobreGlobalement, le taux moyen de remplissage des
barrages dépend moins des conditions météo-
rologiques que des variations saisonnières. En
d’autres termes, la courbe prend, année après
année, à peu près la même forme. Les barrages
sont généralement pleins au début du mois
d’octobre et se vident ensuite progressivement.
Les précipitations de l’hiver sont stockées sous
forme de neige et restent ainsi bloquées sur les
reliefs. En altitude, le niveau minimal de l’eau
est en principe atteint vers fin avril, un mois plus
tôt sur le plateau. Les barrages recommencent
alors à se remplir avec la fonte des neiges. A
noter qu’il s’agit là de données statistiques. Si
certains bassins ne sont pleins qu’une fois par
année, d’autres peuvent être remplis plusieurs
fois. Cela dépend essentiellement du rapport
entre la taille du bassin versant et la capacité
maximale d’accumulation.
Le 15 avril 2013, le taux moyen de remplis-
sage des bassins d’accumulation en Suisse
passait sous la barre des 9%. Autant dire que
les barrages étaient presque vides. Le canton
des Grisons en était même à 5,5%. Du jamais
vu à cette période de l’année depuis que les
données ont commencé à être compilées nu-
mériquement par l’Office fédéral de l’énergie,
soit il y a quinze ans. Depuis lors, la situation
s’est normalisée. Le 20 mai, le taux moyen de
remplissage en Suisse était remonté à 18,6%,
un niveau tout à fait habituel à cette période.
Paradoxalement, le très faible niveau d’eau dans
les barrages à la mi-avril a suivi une période
relativement faste en termes de précipitations.
Selon le bulletin climatologique de Météo-
Suisse pour l’hiver 2012 – 2013 en effet, la saison
fut marquée par de fréquentes perturbations.
Le cumul des précipitations au nord des Alpes
et en Valais a dépassé de 110 à 140% les valeurs
moyennes de la période 1980 – 2010. Pour
Christel Varone, responsable médias de la so-
ciété Alpiq, cela n’est pas si contradictoire: «Les
apports d’automne et d’hiver ne constituent
qu’une infime partie des apports naturels. Pour
Alpiq, l’essentiel de la saison est en fait déter-
miné par les apports du troisième trimestre.» Et
encore, il y a des différences importantes selon
«Traditionnellement, les trois premiers mois
de l’année connaissent les prix de l’électri-
cité les plus élevés car ce sont aussi ceux où la
consommation est la plus importante, précise
Christel Varone. Les producteurs qui disposent
de flexibilité, par exemple grâce aux centrales
hydroélectriques, sont appelés plus souvent à
fournir de l’électricité durant cette période.» Du
bulletin climatologique de MétéoSuisse pour
l’hiver dernier, il faudrait donc davantage rete-
nir les températures inférieures à la moyenne
ainsi que l’ensoleillement réduit au nord des
Alpes. Deux facteurs qui auront fait grimper la
consommation électrique et qui, combinés avec
une fonte tardive, auront contribué à ce que le
taux de remplissage minimum des bassins soit
atteint un peu plus tôt dans l’année.
Courbe dictée par les prixUn seuil minimal et un seuil maximal sont en
outre fixés dans les directives d’exploitation des
barrages. «Il n’y a sur ce point aucune souplesse,
car cela pourrait entraîner certains risques»,
explique Christel Varone. D’autres contraintes,
de nature légale ou conventionnelle, peuvent
encore restreindre la production. «Lorsque la
flexibilité est possible, c’est la courbe de prix
qui va dicter la courbe de déstockage», conclut
la responsable d’Alpiq. (bum)
Janvier Février Mars Avril
50%
Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre
Le taux moyen de remplissage des bassins d’accumulation en Suisse entre 1997 et 2012.
14
E n b r e f
Le chiffre
Le Watt d’Or, pres-
tigieuse distinction
de l’Office fédéral de
l’énergie, sera décer-
né pour la huitième
année consécutive
le 9 janvier 2014. Le
prix récompense,
dans le domaine
énergétique, des ini-
tiatives, technologies, produits, appareils,
installations, services, stratégies, bâtiments
de nature étonnante, novatrice et porteuse
d'avenir ou encore des projets territoriaux
à haute efficacité énergétique. En bref, les
meilleures performances dans le domaine
de l'énergie! Les propositions pour le Watt
d’Or 2014 peuvent être envoyées jusqu’à la
fin du mois de juillet 2013. Vous trouverez
toutes les informations sur le site internet www.wattdor.ch.
G é o d o n n é e s
Les 25 plus grands barrages de Suisse sur une carteSaviez-vous que la Suisse comptait vingt-
cinq barrages de plus de 100 mètres de hau-
teur, quatre dépassant même les 200 mètres?
Swisstopo et l’Office fédéral de l’énergie ont
développé ensemble une carte web interac-
tive livrant de nombreuses informations sur
les plus grands ouvrages d’accumulation de
notre pays – de la position géographique à la
hauteur exacte de la retenue en passant par
une prise de vue aérienne.
www.bit.ly/storybfe
S o l a r D e c a t h l o n : A u c œ u r d u T e a m L u c e r n e - S u i s s e
Partager, échanger, et plusDurant le semestre de printemps, des équipes
interdisciplinaires développent cinq idées de
concepts. Une fois la sélection faite, tout le
Team Lucerne – Suisse collabore à un projet:
your+, en complément des dix disciplines du
Solar Decathlon, se focalise sur le partage et
l’échange, c’est-à-dire sur des idées tradition-
nellement suisses et confédérales.
En effet: à l’avenir, le meilleur accès possible
aux choses telles que les objets, les presta-
tions, la mobilité et l’énergie prendra une im-
portance considérable. Notre projet permet
un accès optimal grâce à un cycle de partage
et d’échange. Un réseau sociétal contribue
à une utilisation des espaces et de l’énergie
avec davantage d’efficacité et en ménageant
davantage les ressources. Notre conception
de la sobriété devient un modèle de vie: c’est
pourquoi nous ne recherchons pas une solu-
tion limitée à un site, mais une solution au
système. Ainsi, nous réinterprétons l’idée
confédérale profondément ancrée dans la
tradition helvétique. Nous recherchons déli-
bérément l’hétérogénéité. Dans le cycle de
partage et d’échange, nombre d’utilisatrices
et d’habitants différents créent une grande
diversité et élargissent les options. Une offre
variée et spécifique à l’utilisateur réduit l’es-
pace nécessaire et la mobilité, ménageant
ainsi les ressources.
D é v e l o p p e m e n t d u r a b l e
La longue route vers la société à 2000 wattsSelon les résultats d’une étude conjointe du
Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et
de recherche (EMPA) et de l’EPF Zurich, la
population suisse est encore loin des objec-
tifs de la durabilité. Aucun des 3339 ménages
évalués ne remplissait toutes les conditions de
la société à 2000 watts et 1 tonne de CO2. Les
chercheurs estiment que la transformation
de notre société en une société à 2000 watts
est possible, mais qu’elle exige de très gros
efforts.
Atelier Solar Decathlon / Team Lucerne – Suisse
Le projet du Team Lucerne – Suisse étudie, pour le Solar Decathlon 2014, des phénomènes territoriaux,
structurels et sociaux, et recherche des technologies de construction adaptées, efficaces, innovantes
et agissant en tant que partie intégrante du bâtiment. Différents niveaux de mesure (élément de bâti-
ment, pavillon, bâtiment, quartier) sont alors mis en réseau dans un contexte urbain de forte densité.
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E n b r e f
E c o n o m i e d ’ é n e r g i e
Réduire d’un tiers la consommation d’électricité des modems et décodeurs
Les modems, les routeurs et les décodeurs
installés en Suisse consomment environ 500
gigawattheures d’électricité par an. Près d'un
tiers de cette consommation pourrait être
économisé si les utilisateurs réglaient mieux
les paramètres de leurs appareils et s'ils choi-
sissaient le mode le plus économe. L'Office
fédéral de l'énergie et les opérateurs Sunrise,
Swisscom et upc cablecom ont lancé à fin mai
dernier une campagne d’information afin de
sensibiliser la population sur ce sujet. Plus
d’informations sur le site
www.suisseenergie.ch.
F o r m a t i o n
S’éduquer à l’énergie dans le trainLe nouveau train école et découverte des CFF permet à des élèves de la 5e à la 9e classe
d’aborder des thèmes relatifs à la sécurité, la mobilité et l’utilisation durable de l’éner-
gie. Le programme SuisseEnergie a participé à la conception du projet dans le but de
sensibiliser les jeunes aux problématiques de l’énergie. La visite est gratuite. Pour
prendre connaissance du programme de la tournée du train et inscrire une classe:
www.suisseenergie.ch/train-ecole
Par un meilleur réglage des modems et des décodeurs pour la télévision numérique, il serait possible d’économiser annuelle-ment en Suisse près de 180 gigawattheures d’électricité, soit la consommation moyenne d’environ 40 000 ménages.
Le train école et découverte des CFF pour sensibiliser aux questions énergétiques.
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Autres manifestations: www.bfe.admin.ch/calendrier
L e c o i n d e l a r é d a c t i o n
Heureux qui comme Ulysse ...
Comme Joachim du Bellay (1522 – 1560), qui
déclamait Heureux qui comme Ulysse a fait un
beau voyage …, le rédacteur d’energeia a voulu
prendre le large. Il est donc parti retrouver le
Tessin, son climat méditerranéen, ses lacs
idylliques et ses crus charmeurs. Conscien-
cieux, il a pris le train Berne – Lucerne puis
Lugano pour profiter d’un long week-end. Le
voyage dure 3 heures et 47 minutes; le train,
très confortable, est presque vide. Et le plus
beau: ce déplacement ne consomme pratique-
ment pas d’énergie. Pas d’énergie? Voyons un
peu. Le bilan écologique offert par les CFF ren-
seigne sur ce qu’il en est vraiment. Surprise:
11,7 litres d’essence. Et on veut nous faire
croire que le train est écologique? Au retour,
dimanche après-midi, le convoi est occupé
jusqu’à la dernière place. Dans l’écocompa-
rateur, nous cliquons donc sur «occupation
très importante» et voilà que ce déplacement
ne consomme que 1,8 litres d’essence et occa-
sionne 137 fois moins de rejets de CO2 qu’en
voiture.
De son côté, un collègue de travail entreprend
avec sa famille une excursion à l’Aquaparc du
Bouveret. Les enfants sont enchantés, pluie
ou pas, ils vivront une aventure. En auto, le
déplacement dure un peu plus d’une heure.
Avec les transports publics, il faut compter
deux bonnes heures. C’est la solution éco-
logique qui est finalement choisie. Après le
retour, l’écocomparateur renseigne: cette
sortie a coûté 12,2 litres d’équivalent-essence
par personne; en auto, le chiffre est réduit de
plus de la moitié: 5,8 litres seulement! Il faut
cependant préciser que le voyage en transports
publics a permis d’économiser près de trois
kilogrammes de CO2.
Les chiffres surprennent. Sur un trajet donné
et avec un taux d’occupation moyen, le train
est certes quatre fois plus efficace que l’auto-
mobile, au plan énergétique. Reconnaissons
tout de même qu’il n’est pas si facile d’optimi-
ser son comportement de voyageur en tenant
compte de l’énergie, de l’environnement, du
confort et du temps de déplacement. On l’aura
compris: le taux d’occupation du véhicule est
un facteur déterminant de la consommation
par personne. Alors, quand notre prochain
trajet Lausanne-Genève nous retrouvera ser-
rés comme des sardines en boîte, du moins
saurons-nous que nous sommes partis pour
l’efficacité énergétique. Certes, des efforts
sont faits pour remédier à la situation, mais
il faut beaucoup de temps. Evitons donc de
déprimer, en attendant de conclure à l’instar
du poète:
… Et puis est retourné, plein d’usage et raison,
Vivre entre ses parents le reste de son âge!
(swp)
www.cff.ch/ecocomparateur
La mobilité exige beaucoup d’énergie: plus d’un tiers de la consomma-
tion énergétique totale en Suisse en 2011. Mais l’été est la saison des
voyages, et la rédaction d’energeia ne dédaigne pas sortir des bureaux,
tantôt dans les environs de la capitale, tantôt un peu plus loin.
5 – 8 S E P T E M B R E 2 0 1 3
Salon Construire & Moderniser, Zurich
Le 44e salon Construire et moderniser de Zurich consacre une part importante de sa surface d’exposition à la construction et à la rénovation efficaces sur le plan énergétique.
Informations complémentaires: www.bauen-modernisieren.ch
5 / 9 / 1 2 S E P T E M B R E 2 0 1 3
Salon de l’énergie, Zurich
Le Forum d’architecture de Zurich se muera en lieu de débat sur le thème de l’énergie et de la ville lors de trois soirées organisées au début du mois de septembre. Des experts discuteront de différentes stratégies de développement durable pour les villes en se servant de trois exemples concrets: Zurich, Hambourg et Hyderabad (sud de l’Inde).
Informations complémentaires: www.energiekonzepte.ch/?p=1663
1 1 – 1 2 S E P T E M B R E 2 0 1 3
Swiss Energy and Climate Summit, Berne
Pour la deuxième année consécutive, le «Swiss Energy and Climate Summit» se tiendra sur la place fédérale à Berne en présence de person-nalités de renom tant en Suisse qu’à l ’étranger. Les échanges porteront essentiellement sur les thèmes du climat, de l ’énergie ainsi que de l’innovation.
Informations complémentaires: www.swissecs.ch
1 0 – 1 1 O C T O B R E 2 0 1 3
8th European Conference on Green Power Markets, Genève
Forum européen pour les acteurs du marché et les décideurs dans le secteur industriel des éner-gies renouvelables.
Informations complémentaires: www.greenpowermarkets.eu
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Partenaires Premium Partenaires principaux
11 – 12 septembre 2013 sur la Place fédérale à Berne en parallèle de la session d’automne
2e édition du Swiss Energy and Climate Summit
www.swissECS.ch
Efficacité énergétique
Adaptation climatique
Fracturation hydraulique
Stabilité du réseau
Stratégie énergétique
Technologies
Inserat–Energeia–BFE_210x280_f.indd 1 04.06.13 12:13